Distribution des temps de séjour en écoulement tourbillonnaire annulaire induit par une entrée tangentielle du liquide

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Abstract

Ce travail est consacré à la modélisation globale, à partir de la détermination expérimentale de la distribution des temps de séjour, de l'écoulement dans une cellule annulaire équipée de différents systèmes d'alimentation, pour des nombres de Reynolds compris entre 100 et 5000. En utilisant le modèle piston avec dispersion axiale, puis par l'association en série de réacteurs piston et parafaitement agité, nous montrons que l'écoulement tourbillonnaire non-entretenu produit par une entrée tangentielle présente un caractère piston très prononcé, associé à une zone agitée due au système d'entrée-sortie du fluide dans la cellule. L'utilisation d'une entrée axiale ou perpendiculaire à la cellule diminue le pourcentage du volume total du réacteur siège d'un écoulement piston par rapport à celui déterminé en employant une entrée tangentielle.

Abstract

In this work, a thorough model for the flow in annular cell provided with various feed systems, based on an experimental determination of the residence time distribution, was presented for values of the Reynolds number in the range 100 to 5000. Using the plug flow model with axial dispersion, followed by a series of perfectly stirred plug-reactors, it was shown that the non-maintained swirling flow induced by a tangential inlet exhibits a very pronounced piston behavior in conjunction with a stirred zone due to the flow inlet/outlet system in the cell. When an axial inlet or an inlet perpendicular to the cell was used, the percentage of the overall reactor volume having a plug flow with respect to the one with a tangential inlet was decreased.

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